鋁型材的質(zhì)量控制措施

申黎潞，溫立成，何成全

山東兗礦輕合金有限公司，山東 鄒城 273515

1 鑄錠的質(zhì)量控制

鋁型材的擠壓鑄錠是保證鋁型材質(zhì)量的根源，本文主要從兩方面分析確保鑄錠質(zhì)量的有效方法。1）鑄造質(zhì)量控制。鑄錠質(zhì)量的主要工藝控制參數(shù)為：澆筑速度、冷卻溫度、澆注溫度。在實際生產(chǎn)工作中，一般熔煉溫度是740℃～760℃，澆筑溫度則是710℃～730℃之間，冷卻水的溫度在低于25℃范圍內(nèi)，高冷卻強度可有效改善鑄錠組織，并提高機械技能，利于提高鑄錠質(zhì)量。在允許條件下，應(yīng)盡量提高冷卻強度，并注意避免鑄錠缺陷。以提高生產(chǎn)效率為出發(fā)點，最好采取較快的澆注速度進行鑄造，但是這樣容易造成鑄錠結(jié)晶區(qū)的溫度增加，最終產(chǎn)生中心裂紋或者粗晶組織；但是如果澆注速度過低，既影響生產(chǎn)效率，又會形成光亮晶粒，同樣對鑄錠質(zhì)量不利?？梢姡环矫?，在確保不存在缺陷的情況下，應(yīng)盡量選擇較高的澆注速度，可提高生產(chǎn)效率；另一方面，具體澆注速度根據(jù)澆注溫度與冷卻強度來確定；2）鑄造的均勻化處理。經(jīng)過均勻化處理，可有效改善鋁型材的鑄錠內(nèi)應(yīng)力，弱化并消除鑄錠過程中的晶內(nèi)偏析問題，有效改善化學(xué)成分及組織的不均勻問題，減弱變形抗力、提高合金塑形。對鋁型材鑄錠通過高溫均勻化處理后，可快速冷卻，促進鑄錠中Mg2Si的充分固溶，提高其擠壓性能，確保在擠壓型材過程中析出的Mg2Si強化較細小或者均勻分布，提高型材氧化膜與表面的均勻性，提高氧化膜的耐蝕性，提高表面均勻性。因此，在鑄錠前進行均勻化處理，一般處理工藝應(yīng)控制在550℃～570℃條件下保持4h～6h，出爐后冷卻處理，冷卻速度控制在100℃/min～200℃/min。

2 擠壓模具的質(zhì)量控制

擠壓模具是擠壓工藝的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，模具的質(zhì)量決定了型材的幾何形狀、表面質(zhì)量等多方面，同時對擠壓力和產(chǎn)品的性能產(chǎn)生影響。目前，我國大多鋁型材廠的擠壓模具多為外購，所以一般鋁型材廠家通過合同限制加強控制外購模具。在試驗擠壓模具的過程中，確定合理的擠壓速度與溫度，對分流模擠壓的空芯型材檢驗是否存在焊合線，以及焊合線的嚴重程度等，經(jīng)試驗合格，且合理使用與維護的模具，對提高鋁型材質(zhì)量至關(guān)重要。由于模具的工作條件惡劣，為了確保其使用質(zhì)量與壽命，既要合理設(shè)計、正確選材，也要盡量優(yōu)化使用條件，這樣可有效提高并穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率、降低成本。因此，在鋁型材生產(chǎn)中，應(yīng)加強對模具管理的重視。在使用與維護擠壓模具過程中，應(yīng)滿足以下幾方面要求：模具和擠壓中心線保持同心；創(chuàng)造優(yōu)良工藝條件，避免堵磨及悶車；模具在擠壓之前需加熱處理，且不得粘金屬；每次擠壓的數(shù)量不能過多，如果達到一定數(shù)量，需更換保養(yǎng)；及時并反復(fù)氮化模具，可有效提高使用壽命；確保模具表面沒有任何缺陷，尤其是兩段應(yīng)平整光滑，避免由于接觸不良的應(yīng)力過度集中；定期檢測模具的尺寸與硬度，及時檢修，確保其始終處于良好工作狀態(tài)，提高工作效率。

3 擠壓工藝的質(zhì)量控制

對于我國常用的6063合金型材，擠壓溫度一般為450℃～480℃，實心型材擠壓速度是20m/min～60m/min、空心型材的擠壓速度是9 m/min～20m/min，一般擠壓比是30～70。通過擠壓機出料口的風(fēng)冷淬火，可確保在一定溫度下固溶的Mg2Si保持在基體中，并發(fā)揮強化作用。鋁型材擠壓的最佳出模淬火溫度在515℃～525℃范圍內(nèi)，否則溫度過高會造成粗晶組織，溫度過低則不能促進Mg2Si的充分固溶，影響鋁型材質(zhì)量。

4 陽極氧化表面處理的控制

為了有效控制鋁型材的表面性能缺點，提高使用效率與壽命，表面處理是在鋁型材使用過程中必不可少的環(huán)節(jié)。從根本上說，通過表面處理技術(shù)可提高鋁型材的防護性、功能性、裝飾性，其中兩種最常見手段為陽極氧化與聚合物涂層兩種方法。在鋁型材表面處理技術(shù)中，陽極氧化是當(dāng)前應(yīng)用較為成功的技術(shù)，可滿足各種需求，因此被譽為鋁型材的表面保護膜。在鋁型材陽極氧化過程中，前處理可有效保障其外觀質(zhì)量，也可決定產(chǎn)品的檔次。鋁型材表面前處理方法主要有機械法與化學(xué)法兩大類，其中機械法主要包括刷光、噴砂、拋光處理及掃紋；化學(xué)法又稱為電化學(xué)法，包括堿洗、脫脂以及亞光處理等。目前，很多廠家采用酸蝕亞光及噴砂處理方式去除劃傷、擠壓紋等表面缺陷。鋁型材的陽極氧化是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛的處理方法，主要由于這種方法的耐磨蝕性能高、硬度好，并具有較好的透明度，所以在陽極氧化處理后，鋁型材的表面仍可保持良好的金屬質(zhì)感，并且在表面獲得較好的裝飾性與保護性。在陽極氧化技術(shù)中，除了控制好AI+含量、槽液成分、溫度以及電流密度等參數(shù)，槽液溫度也是一個關(guān)鍵的工藝參數(shù)，如果槽液的溫度過高，就會造成氧化膜的外層?？卓族F度及孔徑增大，難以封孔，引起封孔“粉霜”現(xiàn)象；如果槽液的溫度過低，獲得的氧化膜硬度高、耐磨性較好，但是電壓比較高。因此，一般應(yīng)將槽液溫度控制在18℃～23℃范圍內(nèi)，而工業(yè)用裝飾性鋁型材則將溫度盡量控制在下限、建筑鋁型材控制在上限。陽極氧化膜的封孔可有效保障鋁型材的耐候性、耐腐蝕性及耐磨性，進而保證使用功能。一般常用封孔處理方法為冷封孔、熱封孔、中溫封孔、有機物封孔等。當(dāng)前，我國工廠多選擇冷封孔、中溫封孔及電泳涂等方法，完成封孔的鋁型材，為了確保質(zhì)量，應(yīng)對其封孔度進行測量，如采取磷鉻酸失重法，封孔度的合格率應(yīng)小于30mg/dm2。

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